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太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪技术研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:05:17
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太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪技术研究【摘要】:太阳能利用特别是太阳能光伏发电,一直被许多国家高度重视。太阳能光伏发电是一种利用光伏电池将太阳光辐射能转化为电能的直接发电方式,作

【摘要】:太阳能利用特别是太阳能光伏发电,一直被许多国家高度重视。太阳能光伏发电是一种利用光伏电池将太阳光辐射能转化为电能的直接发电方式,作为一种高效的太阳能发电技术,近年来发展迅速。而如何提高光伏电池发电的效率和发电功率是目前太阳能利用的关键问题。 本文深入研究了光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术(MPPT),并在此基础上实现了一种改进算法。详细分析并建立太阳能光伏电池的等效模型,仿真常用DC/DC转换电路,采用升压式DC/DC转换电路作为MPPT太阳能控制器的直流斩波电路。研究现有的最大功率点跟踪算法,分析它们的优缺点,并在此基础上对干扰观测法进行改进,提高最大功率点跟踪的速度和精度。 本文使用MATLAB/SIMULIINK软件对系统控制方案进行了建模和仿真研究。仿真结果证明了该改进算法的优良特性。 【关键词】:光伏发电 DC/DC转换电路 MPPT SIMUlink 干扰观测法
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 第一章 绪论7-15
  • 1.1 课题背景及研究意义7-9
  • 1.2 太阳能光伏发电现状9-12
  • 1.2.1 国外光伏发电研究现状9-10
  • 1.2.2 国内光伏发电研究现状10-11
  • 1.2.3 光伏发电最大功率点跟踪技术发展现状11-12
  • 1.3 本文的组织结构及其技术路线12-15
  • 1.3.1 本文的组织结构12-13
  • 1.3.2 技术路线13-15
  • 第二章 太阳能光伏发电系统概述15-19
  • 2.1 太阳能光伏发电系统的分类15
  • 2.2 独立光伏发电系统15-17
  • 2.3 本文设计的太阳能光伏发电系统17-18
  • 2.4 本章小结18-19
  • 第三章 太阳能光伏发电系统的最大功率点跟踪技术研究19-37
  • 3.1 太阳能电池的种类19-20
  • 3.2 太阳能电池的基本原理和构造20-21
  • 3.3 太阳能光伏电池的工作特性21-24
  • 3.3.1 太阳能光伏电池阵列22
  • 3.3.2 太阳能光伏电池的输出特性22-23
  • 3.3.3 光照强度和温度对太阳能电池输出特性的影响23-24
  • 3.4 最大功率点跟踪技术的研究24-35
  • 3.4.1 最大功率点跟踪的概念24
  • 3.4.2 最大功率点跟踪控制策略24-25
  • 3.4.3 最大功率点跟踪的常用算法25-35
  • 3.5 本章小结35-37
  • 第四章 最大功率点跟踪控制电路的研究37-53
  • 4.1 典型的 DC/DC 转换电路38-43
  • 4.1.1 基本 DC/DC 转换电路38-39
  • 4.1.2 降压式转换器(Buck Converter)39-40
  • 4.1.3 升压式转换器(Boost Converter)40-42
  • 4.1.4 降压-升压转换器(Buck-Boost Converter)42-43
  • 4.2 升压转换电路的设计43-45
  • 4.2.1 储能电感 L 的选择44-45
  • 4.2.2 滤波电容 C 的选择45
  • 4.3 DC/DC 转换器仿真45-49
  • 4.3.1 降压式转换器(Buck Converter)的仿真45-46
  • 4.3.2 升压式转换器(Boost Converter)的仿真46-47
  • 4.3.3 降压-升压转换器(Buck-Boost Converter)的仿真47-49
  • 4.4 DC/DC 转换器功能的实现49-50
  • 4.5 本章小结50-53
  • 第五章 最大功率点跟踪的仿真实现53-71
  • 5.1 系统的控制原理53-54
  • 5.2 太阳能光伏电池的仿真54-64
  • 5.2.1 太阳能光伏电池的等效模型54-56
  • 5.2.2 两种非标准条件下光伏电池等效模型算法比较56-58
  • 5.2.3 光伏电池各个模块的建模58-63
  • 5.2.4 光伏电池输出特性仿真验证63-64
  • 5.3 PWM 模块仿真64-65
  • 5.4 最大功率点跟踪模块的实现65-69
  • 5.4.1 干扰观测法和改进的干扰观测法的实现65-68
  • 5.4.2 电导增量法的实现68-69
  • 5.5 本章小结69-71
  • 第六章 总结与展望71-73
  • 6.1 总结71
  • 6.2 展望71-73
  • 致谢73-75
  • 参考文献75-78


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